96通道图像声纳测试系统的设计与实现

本文介绍了一种图像声纳测试系统的设计与实现。该型测试系统既可用于声透镜成像质量的分析,也可用于数字图像声纳波束形成质量的测试。该测试系统模拟部分共有96个通道,数字部分用7片DSP(TMS320C64×)芯片构成高速数据并行处理模块。声信号的原始数据或处理后的数据都可以用高速串行芯片传输至水面单元,经过对数据计算分析,可以获得声透镜成像的质量,或数字图像声纳波束形成的最佳参数。水池测试结果证明该测试系统实用便捷,性能稳定。     

利用CPLD实现多路数据采集

设计了以CPLD为核心处理芯片的多路数据采集系统。整个数据采集系统可实现最大采集频率为800kHz。通道数为48路的模拟信号的采集。系统中采用了TI公司最新推出的高速低功串行通信控制。     

多结构元受控形态滤波器

基于受控形态学中的形态开-闭和闭-开运算,采用多结构元素,构造了一类多结构元受控形态滤波器.该滤波器具有平移不变性、递增性、对偶性和幂等性等重要性质.多结构元受控形态滤波器不仅可以有效地抑制图像噪声,而且较好地保持了图像的几何结构特征,通过与传统形态滤波器的对比实验,进一步验证了该滤波器的优越性能.     

一种新的灰度图像识别方法

灰度是灰度图像最重要的视觉特征之一，由于声纳图像多是以灰度来表征图像，所以将灰度信息作为重要内容参与匹配和识别具有重要意义。针对声纳图像中起主要作用的是图像的主灰度这一问题，提出一种基于主灰度分析、提取和识别的方法，从而降低了特征维数，提高了声纳图像的识别效率。该方法应用于水下声纳图像的识别，实验结果表明它是有效的。     

小波域声呐图像自适应增强

声呐图像受噪声污染严重、对比度低,给后期的定位识别带来不便,而传统的处理方法容易造成边缘模糊.针对这一问题,提出了一种图像自适应增强算法.该算法利用形态小波对声呐图像进行自适应的多分辨率分析,分别增强不同尺度上的信号或细节,通过多通道重构图像的加权实现去噪和对比度提高.仿真结果表明该算法快速有效,对高斯噪声和冲击性噪声都具有较好的鲁棒性,处理后的声呐图像边缘细节信息保留完好,得到了理想的增强效果.     

Turbo码在水声OFDM通信中的应用研究

为了增强高速水声通信中信息传输的可靠性,采用了性能优越的Turbo码和OFDM相结合的方法,并与传统的卷积码进行了性能比较.仿真结果表明,在水声通信可以接受的信噪比范围内,采用Turbo码的误码性能明显优于无信道编码和卷积编码;在带宽利用率相同时使用该方案的水声通信系统性能优于无信道编码和卷积码.因此,把Turbo码与OFDM相结合的传输体制可以明显提高水声通信系统的传输速率和可靠性,从而在水声通信中具有良好的应用前景.     

一种渐进理想的混沌序列及其性能分析

对一种新型的渐进理想的混沌映射模式,从扩频通信对扩频序列的要求出发,详细分析了该映射产生的混沌序列的自相关、互相关特性,偶互相关、奇互相关特性,以及自相关旁瓣均方根、互相关均方根和平衡性.计算机仿真结果表明:该映射产生的混沌序列具有良好的各种相关性和平衡性,并具有复杂的折叠映射模式和众多的序列个数.因此,适合应用在CDMA(Code Division Multiple Access)通信系统中.     

三维成像声呐的设计与实现

讨论了一个三维成像声呐的系统结构、成像原理及其软件、硬件设计与实现中遇到的有关技术问题.由于采用了二维面阵,该系统可以在一次发射中获取一系列二维回波序列图像,处理单元则据此二维序列图像合成完整的三维声像.本系统的二维面阵由16×8个基元构成,跟随有128通道信号调节器(放大、滤波、自动增益控制等),其后是128通道并行A/D转换器和缓存.该128路并行数据经并/串转换及接口,通过光纤传至水上单元,经由水上单元的PC机及DSP处理器进行三维图像重建及显示.软件由三维成像模型及并行波束形成和聚焦算法构成.虽然该系统是为水下机器人声视觉而设计的,其在海洋工程和水下防卫中具有广泛的应用价值.     

利用FPGA实现TVG与MGC控制

介绍了如何利用FPGA实现某型号智能水下机器人中高频声纳接收机的TVG（时变增益）曲线控制和MGC（手动增益控制），给出了增益控制部分的电路原理图和FPGA经逻辑综合后的原理框图。     

一种小平台剖面声呐的设计与实现

堤坝内部管涌、裂缝、空洞等安全隐患的检测是长期以来困扰水利部门的技术难题.针对水下堤坝安全检测,提出并设计实现了适合水下机器人等小平台为载体的高分辨率剖面声呐,系统采用大功率宽带水声发射机,产生线性调频脉冲,可以在信号发射后连续获取被测堤坝内部的回波信号,并通过DSP构成的水下信息处理单元进行实时相关信号处理,从而可获得坝体内介质不连续的信息.信号处理后的数据通过光纤传至水上单元,由PC机进行堤坝内部剖面图像的重建及显示.通过水池和外场水库试验,取得了良好的效果,验证了系统技术路线的可行性和性能的稳健性.该系统是为堤坝安全检测而设计,但是在海洋资源勘探和地质沉积层探测等领域同样具有广泛的应用价值.